135 Pages
English
Gain access to the library to view online
Learn more

New aspects of the MIEZE technique and verification of the multi-level MIEZE principle [Elektronische Ressource] / Nikolas Arend

Gain access to the library to view online
Learn more
135 Pages
English

Description

Physik-DepartmentNew Aspects of the MIEZE Technique andVerification of the Multi-level MIEZE PrincipleDissertationvonNikolas ArendTechnische Universitat¨Munchen¨Fakult¨at fur¨ Physik der Technischen Universit¨at Mun¨ chenInstitut E21New Aspects of the MIEZE Technique andVerification of the Multi-level MIEZE PrincipleNikolas ArendVollst¨andiger Abdruck der von der Fakult¨at fur¨ Physik der Technischen Universit¨at Mun¨ chenzur Erlangung des akademischen Grades einesDoktors der Naturwissenschaftengenehmigten Dissertation.Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr. Andrzej J. BurasPrufe¨ r der Dissertation: 1. Univ.-Prof. Dr. Peter B¨oni2. Univ.-Prof. Dr. Reiner Krucken¨Die Dissertation wurde am 19. April 2007 bei der Technischen Universitat Munchen¨ ¨eingereicht und durch die Fakult¨at fur¨ Physik am 14. Juni 2007 angenommen.Scully: What are you going to tell him?“”Mulder: What do you mean, what am I gonna tell him?”I’m going to tell him exactly what I saw!What are you gonna tell him?“Scully: I’ll tell him exactly what I saw.“”Mulder: Now, how is that different?“”The X-files (Season 5, Episode 12)AbstractMIEZE (Modulation of IntEnsity by Zero Effort) and Multi-level MIEZE are variants of theNeutron Resonance Spin Echo (NRSE) technique, a neutron scattering method for the studyof dynamics on an atomic scale with high energy resolution.

Subjects

Informations

Published by
Published 01 January 2007
Reads 24
Language English
Document size 11 MB

Exrait

Physik-Department
New Aspects of the MIEZE Technique and
Verification of the Multi-level MIEZE Principle
Dissertation
von
Nikolas Arend
Technische Universitat¨
Munchen¨Fakult¨at fur¨ Physik der Technischen Universit¨at Mun¨ chen
Institut E21
New Aspects of the MIEZE Technique and
Verification of the Multi-level MIEZE Principle
Nikolas Arend
Vollst¨andiger Abdruck der von der Fakult¨at fur¨ Physik der Technischen Universit¨at Mun¨ chen
zur Erlangung des akademischen Grades eines
Doktors der Naturwissenschaften
genehmigten Dissertation.
Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr. Andrzej J. Buras
Prufe¨ r der Dissertation: 1. Univ.-Prof. Dr. Peter B¨oni
2. Univ.-Prof. Dr. Reiner Krucken¨
Die Dissertation wurde am 19. April 2007 bei der Technischen Universitat Munchen¨ ¨
eingereicht und durch die Fakult¨at fur¨ Physik am 14. Juni 2007 angenommen.Scully: What are you going to tell him?“

Mulder: What do you mean, what am I gonna tell him?

I’m going to tell him exactly what I saw!
What are you gonna tell him?“
Scully: I’ll tell him exactly what I saw.“

Mulder: Now, how is that different?“

The X-files (Season 5, Episode 12)Abstract
MIEZE (Modulation of IntEnsity by Zero Effort) and Multi-level MIEZE are variants of the
Neutron Resonance Spin Echo (NRSE) technique, a neutron scattering method for the study
of dynamics on an atomic scale with high energy resolution.
The objective of the dissertation was to prove the Multi-level MIEZE principle, which con-
sists in the stacking of several single MIEZE setups to achieve a sharpening of the main peaks in
the high-frequency, time-modulated signal without loss of contrast. The predicted signal form
and hence the principle could be verified in measurements using a two-level Multi-MIEZE setup.
FortheMulti-levelMIEZEmeasurementsattheverycoldbeam-lineoftheinstrumentMIRA
at the research neutron source FRM-II, a complete set of NRSE instrumentation was designed
and built, which will continued to be used as permanent NRSE and MIEZE measurement op-
tions. For that purpose, a new type of resonance flipper coils was conceptualized, constructed,
and taken into operation.
In the theoretical part of the work, the quantum mechanical formalism of time-evolution
operators was on the one hand applied to polarization theory in general, on the other hand
to the MIEZE technique using a new approach, which considers the splitting in energy and
momentum of the spin-up and spin-down states more consistently.
Zusammenfassung
MIEZE (Modulation of IntEnsity by Zero Effort) und Multi-level MIEZE sind Varianten der
Neutronen-Resonanz-Spinecho-Technik (NRSE), eine Neutronenstreumethode zum Studium
von Dynamik auf atomarer Skala mit hoher Energieauflosun¨ g.
Ziel der Dissertation war es, das Multi-level MIEZE-Prinzip zu verifizieren. Dieses besteht in
der Reihenschaltung einzelner MIEZE-Stufen, um eine Versch¨arfung der Hauptpeaks des hoch-
frequenten, zeitlich modulierten Signals ohne Kontrastverlust zu erreichen. Die vorausgesagte
Signalform und damit die Gul¨tigkeit des Prinzips konnten in Messungen mittels eines zweistu-
figen Multi-MIEZE-Aufbaus bewiesen werden.
Fur die Multi-level MIEZE-Messungen mit sehr kalten Neutronen am Instrument MIRA an¨
der Forschungsneutronenquelle FRM-II wurde ein kompletter Satz von NRSE-Instrumentierung
entwickelt und erstellt, die auch weiterhin als permanente NRSE- und MIEZE-Messoption zum
Einsatz kommt. Zu diesem Zweck ist ein neuartiger Typ von Resonanz-Flip-Spulen konzeptio-
niert, gebaut und in Betrieb genommen worden.
Im theoretischen Teil der Arbeit wurde der quantenmechanische Formalismus der Zeit-
entwicklungsoperatoren zum einen angewendet auf die Theorie der Polarisation im Allgemei-
nen, zum anderen auf die MIEZE-Technik selbst, unter Verwendung eines neuen Ansatzes,
der die Energie- und Impulsaufspaltung der Spin-up und Spin-down Zustande konsequenter¨
beruck¨ sichtigt.